(57)【要約】  本発明は、高圧ライン用のセンサ、および高圧ライン用のセンサを製造するための方法に関する。本発明の一つの課題は、高圧ラインの内部を導かれる流体のパラメータまたは特性を検出するのに適した高圧ライン用のセンサを提供することにあり、その際には、センサ自体を流体の高圧に耐える仕様とする。これらの課題を解決するために、本発明によれば、外周面、内周面、ある外径、およびある内径を有している、金属製のアウターチューブと、外周面、内周面、ある外径、およびある内径を有している、金属製のインナーチューブであって、その際には、インナーチューブがアウターチューブの内部に同心で延びることによって、インナーチューブとアウターチューブとが一緒に１つのチューブを形成しており、さらにその際にはアウターチューブの外径とインナーチューブの内径との間のある一つの差の２分の１として計算されるチューブの合計板厚が、インナーチューブの内径と等しいか、またはそれよりも大きくなっている、金属製のインナーチューブと、アウターチューブの内周面またはインナーチューブの外周面内に、チューブの長手方向に沿って延びている、少なくとも１つの溝と、溝の中に配置された少なくとも１つの信号ラインと、信号ラインに接続された少なくとも１つのトランスデューサであって、その際にはトランスデューサが、少なくとも溝、または、少なくとも１つの溝に追加して、少なくともインナーチューブの外周面もしくはアウターチューブの内周面に導入された少なくとも１つのリセスの中に、配置されており、さらにその際には、アウターチューブがインナーチューブ上に圧力ばめによりはめ合わされている、トランスデューサとを有する、高圧ライン用のセンサが提案される。【選択図】図１
2019502918.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面（１５）、内周面（１７，１７’）、ある外径、および、ある内径を有する、金属製のアウターチューブ（５，５’）と、
外周面（２，２’）、内周面（１４，１４’）、ある外径、および、ある内径を有する、金属製のインナーチューブ（１，１’）であって、
前記インナーチューブ（１，１’）が、前記アウターチューブの内部に同心で延びることによって、前記インナーチューブ（１，１’）と前記アウターチューブ（５，５’）とが一緒に１つのチューブを形成しており、
前記アウターチューブ（５，５’）の前記外径と前記インナーチューブ（１，１’）の前記内径との間の差の２分の１として計算される合計板厚が、前記インナーチューブ（１，１’）の前記内径と等しいか、または前記インナーチューブ（１，１’）の前記内径よりも大きい、金属製のインナチューブ（１，１’）と、
前記アウターチューブ（５，５’）の前記内周面（１７，１７’）内、または前記インナーチューブ（１，１’）の前記外周面（２，２’）内において、前記チューブの長手方向に沿って延びる、少なくとも１つの溝（４，１３）と、
前記溝（４，１３）の中に配設された、少なくとも１つの信号ライン（７）と、
前記信号ライン（７）に接続された、少なくとも１つのトランスデューサ（８）であって、
前記トランスデューサ（８）が、少なくとも前記溝（４，１３）の中に、または、前記少なくとも一つの溝（４，１３）に追加して、少なくとも前記インナーチューブ（１，１’）の前記外周面（２，２’）、または前記アウターチューブ（５，５’）の前記内周面（１７，１７’）に導入された少なくとも１つのリセス（６）の中に配置されており、
前記アウターチューブ（５，５’）が前記インナーチューブ（１，１’）上に圧力ばめによりはめ合わされている、トランスデューサ（８）と
を備える、高圧ライン用のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項２】
前記センサ（１６，１６’，１６”）が圧力センサであり、
前記少なくとも１つのトランスデューサ（８）が、力トランスデューサであり、前記力トランスデューサが、前記センサ（１６，１６’，１６”）の作動中に前記インナーチューブ（１，１’）に作用する力を検出するように、前記インナーチューブ（１，１’）と係合していること、
を特徴とする、請求項１に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項３】
前記センサが、
少なくとも前記アウターチューブ（５’）の前記内周面内、または前記インナーチューブ（１，１’）の前記外周面内に、前記チューブの長手方向に沿って延びている、３つの溝（４，１３）を有し、
前記３つの溝（４，１３）のそれぞれの中に、信号ライン（７）が少なくとも１つずつ配置されており、
前記３つの溝（４，１３）の内の少なくとも１つの中に、または、前記溝（４，１３）の内のそれぞれ１つに連続している３つのリセス（６）の中に少なくとも１つの信号ライン（７）に接続されたトランスデューサ（８）がそれぞれ１つずつ配置されており、
前記チューブの前記長手方向に対して垂直な横断面が前記３つのトランスデューサ（８）の全てを横切る、ように、前記トランスデューサ（８）が前記チューブの前記長手方向に配置されていること、
を特徴とする、請求項１または２に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項４】
前記３つのトランスデューサ（８）が、前記チューブの周方向に互いからそれぞれ１２０°ずつ離間していることを特徴とする、請求項１から３のいずれか一項に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項５】
前記三つのトランスデューサ（８）が力トランスデューサであることにより、前記センサ（１６，１６’，１６”）が圧力センサとなっていることを特徴とする、請求項３または４に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項６】
前記センサ（１６，１６’，１６”）が、温度計をさらに有し、
前記温度計が、少なくとも１つの溝（４，１３）の中に、または、少なくとも前記インナーチューブ（１）の前記外周面、もしくは前記アウターチューブ（５’）の前記内周面に導入された、少なくとも１つのリセス（６）の中に配置されていること、
を特徴とする、請求項１から５のいずれか一項に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項７】
前記インナーチューブ（１，１’）が、引張強度が９００Ｎ以上のひずみ硬化処理が施されたチューブであることを特徴とする、請求項１から６のいずれか一項に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項８】
前記インナーチューブ（１，１’）が、前記アウターチューブよりも大きい伸び率を有することを特徴とする、請求項１から７のいずれか一項に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項９】
前記合計板厚が少なくとも３ｍｍであることを特徴とする、請求項１から８のいずれか一項に記載のセンサ（１６，１６’，１６”）。
【請求項１０】
外周面、内周面、ある外径、および、ある内径を有する金属製のアウターチューブ（５，５’）を準備することと、
外周面、内周面、ある外径、および、ある内径を有する金属製のインナーチューブ（１，１’）を準備することであって、
前記インナーチューブ（１，１’）の前記外径が、前記アウターチューブ（５，５’）の前記内径よりも小さく、
前記アウターチューブ（５，５’）の前記外径と前記インナーチューブの前記内径との間の差の２分の１として計算される合計板厚が、前記インナーチューブ（１，１’）の前記内径と等しいか、または前記インナーチューブ（１，１’）の前記内径よりも大きい、準備することと、
前記アウターチューブ（５’）または前記インナーチューブ（１）の長手方向に沿って延びる少なくとも１つの溝（４，１３）を、少なくとも前記アウターチューブ（５’）の前記内周面内、または前記インナチューブ（１）の前記外周面内に導入することと、
前記溝（４，１３）の中において、少なくとも１つの信号ライン（７）を配置することと、
少なくとも前記溝（４，１３）の中において、または、少なくとも前記インナーチューブ（１）の前記外周面内、もしくは前記アウターチューブ（５’）の前記内周面内に導入された少なくとも１つのリセス（６）の中において、前記信号ライン（７）に接続された少なくとも１つのトランスデューサ（８）を配置することと、
前記インナーチューブ（１，１’）が前記アウターチューブ（５，５’）の内部で延びるように、前記インナーチューブを前記アウターチューブ（５，５’）の内部に挿入することと、
前記インナーチューブ（１，１’）と前記アウターチューブ（５，５’）とを一緒に、前記アウターチューブの前記外周面を成形するようになっている１つのダイス穴内周面を有する１つの第１の引き抜きダイスに通して引き抜くことであって、
前記引き抜くことにより、前記アウターチューブ（５，５’）の前記内径が小さくなることによって、前記引き抜くことの後に、前記アウターチューブ（５，５’）が前記インナーチューブ上に圧力ばめによりはめ合わされて、前記インナーチューブ（１，１’）と前記アウターチューブ（５，５’）とが一緒に１つのチューブを形成するように、前記第１の引き抜きダイスの前記ダイス穴内周面の１つのダイス穴径が選定される、引き抜くことと
を含む、高圧ライン用のセンサ（１６，１６’，１６”）を製造するための方法。
【請求項１１】
前記インナーチューブ（１，１’）と前記アウターチューブ（５，５’）とを一緒に前記第１の引き抜きダイスに通して引き抜くことによって、前記インナーチューブ（１，１’）の前記外径が、少なくとも０．０１ｍｍ、かつ最大で０．３ｍｍ小さくなるように、前記アウターチューブ（５，５’）の板厚および前記アウターチューブ（５，５’）の前記内径が低減されることを特徴とする、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記インナーチューブ（１，１’）と前記アウターチューブ（５，５’）とを一緒に前記第１の引き抜きダイスに通して引き抜くことによって、前記インナーチューブ（１，１’）の前記内径が低減されないことを特徴とする、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記インナーチューブ（１）を準備すること、および前記インナチューブ（１）の前記外周面に前記溝（４，１３）を作り込むことは、
１つの金属製のブランクを準備することと、
前記インナーチューブ（１）の前記外周面を成形する１つのダイス穴内周面を有する第２の引き抜きダイスに通して、前記ブランクを引き抜いて前記インナチューブ（１）を得ることと
を含み、
前記インナーチューブ（１）の前記外径が前記アウターチューブの前記内径よりも小さくなるように、前記第２の引き抜きダイスの前記ダイス穴内周面のダイス穴径が選択され、
前記第２の引き抜きダイスの前記ダイス穴内周面が、前記インナーチューブの前記外周面に前記インナーチューブ（１）の長手方向に延びる少なくとも１つの前記溝（４，１３）が掘られるように、内側に向かって突出した少なくとも１つの部分を有すること、
を特徴とする、請求項１０から１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第２の引き抜きダイスの前記ダイス穴内周面が、複数の内向きに突出した部分を有することによって、前記インナーチューブ（１）の前記外周面に複数の溝（４）が長手方向に掘られることを特徴とする、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記インナーチューブ（１）を前記アウターチューブ（５，５’）の内部に挿入することの前に、少なくとも前記インナチューブ（１）に、前記インナチューブ（１）の前記外周面に少なくとも１つのリセス（６）が形成されるように、切削加工が施され、
前記リセス（６）が、少なくとも１つの溝（４，１３）に連続していること、
を特徴とする、請求項１０から１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高圧ライン用のセンサおよび高圧ライン用のセンサを製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば高圧技術および化学工業のような多くの技術分野においては、流体から非常に高い圧力が加わるようになっており、これらの高い圧力に長期にわたり耐えることが要求されるパイプラインが導入される。その際には、高圧ラインの圧力負荷が、静圧、すなわち時間的および空間的に定常であるのか、それとも動圧、すなわち時間的および／または空間的に変化するのかで区別されるようになっている。多くの技術応用分野において、圧力がかかるこれらのコンポーネントは、大抵の場合は時間的および空間的に変化する、一部は周期的な脈動も呈する圧力負荷に曝されることになるために、これらのコンポーネントには、負荷レベルに応じて、静圧が負荷されるコンポーネントと比べて明らかにより高い要求が課せられる。これによって同じ構造様式であっても、動圧が負荷されるコンポーネントの方が、静圧が負荷されるコンポーネントの場合よりも速く摩耗し、より頻繁に交換しなければならないという事態を来している。
【０００３】
コンポーネントの静圧強度が、特に使用材料の耐力および引張強度等の機械特性に依存するのに対して、動圧強度の場合は、これに、例えば材料の延性（破断伸び率）、コンポーネントの壁の既存の亀裂の深さ、材料の微細構造、ならびにコンポーネントの表面性状といった、さらに他の重要な量が付け加わることになる。
【０００４】
パイプおよびその他のコンポーネントの不良は、通例は亀裂のクリティカルな成長の結果として、例えば亀裂がパイプ内周面からパイプ外周面まで広がることによって、発生する。その際には、例えば格子欠陥の形態をとる材料不良のところ、および粗い表面のところでの、局所的な応力集中によって、ピーク応力により亀裂を生じることがあり、または既存のひび割れが、圧力負荷の結果としてさらに進んでいく。したがって動圧が負荷されるコンポーネントの摩耗は、特に、圧力衝撃ごとの亀裂の成長と材料特性とにより決まることになり、これについては優れた表面品質により、亀裂の発生確率を明らかに小さくすることができる。
【０００５】
特に稼働中に動圧負荷に曝されるパイプの高い圧力抵抗を達成するために、製造されることになるパイプの素材は、圧力抵抗を決定づける上述の特性がそれらにより最適なものとなるように、選定される。その上、多くの場合は後工程で、特に自緊処理を施すことによって、材料特性に変化が与えられるようになっている。
【０００６】
これまでの間に、パイプが少なくとも１５０００ｂａｒの圧力抵抗を示す高圧ラインが使用に供されるようになっている一方で、高圧ラインまたは高圧管に圧力を加える流体のパラメータを検出可能な適切なセンサは、いまだに欠落している。しかしながら、プロセス、例えば生産プロセスにおいて、工業規模で運用するためには、適切なセンサが使用に供されることが不可欠となる。
【発明の概要】
【０００７】
これに対して本発明の課題は、高圧ラインの内部を導かれる流体のパラメータまたは特性を検出するのに適している、高圧ライン用のセンサを提供することであり、その際には、このセンサ自体を流体の高圧に耐える仕様とする。
【０００８】
それに加えて本発明の課題は、上述の短所の内の少なくとも一つを取り除くようになっているセンサを製造するための方法を提供することにある。
【０００９】
上述の課題の内の少なくとも一つは、本発明によれば、外周面、内周面、ある外径、およびある内径を有している、金属製のアウターチューブと、外周面、内周面、ある外径、およびある内径を有している、金属製のインナーチューブであって、その際にはこのインナーチューブが、アウターチューブの内部に同心で延びることによって、インナーチューブとアウターチューブとが一緒に１つのチューブを形成するようになっており、さらにその際にはアウターチューブの外径とインナーチューブの内径との間のある一つの差の２分の１として計算されるチューブの合計板厚が、インナーチューブの内径と等しいかまたはそれよりも大きくなっている、金属製のインナーチューブと、アウターチューブの外周面またはインナーチューブの外周面においてチューブの長手方向に延びている、少なくとも１つの溝と、この溝の中に配置された、少なくとも１つの信号ラインと、この信号ラインに接続された少なくとも１つのトランスデューサとを備える、高圧ライン用のセンサであって、その際にこのトランスデューサは、この溝の中に、またはこの少なくとも１つの溝に追加して、少なくともインナーチューブの外周面に、もしくはアウターチューブの内周面に作り込まれる、少なくとも１つのリセスの中に、配置されており、さらにその際にはアウターチューブがインナーチューブ上に圧力ばめによりはめ合わされている、高圧ライン用のセンサによって、解決される。
【００１０】
本発明の意図において、高圧ラインとは、一実施形態においては１５０００ｂａｒ以上、一実施形態においては１８０００ｂａｒ以上、さらにもう一つの実施形態においては２２０００ｂａｒ以上の圧力に耐えるラインであると解釈されるものである。
【００１１】
本出願の意図におけるそのような高圧ライン用のセンサには、一つのアウターチューブと一つのインナーチューブとから成り、その際にはインナーチューブがアウターチューブの内部に同心で延びている、１つのチューブと、インナーチューブとアウターチューブとの間の少なくとも１つのセンサトランスデューサであって、センサに帰属する１つの信号ラインを介して、一つの電子デバイスに接続できるようになっている、センサトランスデューサとが含まれている。
【００１２】
このトランスデューサも同様に、この溝の中に設けられるものであってよく、またはその代わりに、インナーチューブの外周面に、もしくはアウターチューブの内周面に作り込まれる、この溝に連続している、一つの追加のリセスの中に、収容されたものであってもかまわない。トランスデューサが、この溝の中にも、この溝に連続している１つのリセスの中にも延びている、実施形態も考えられる。
【００１３】
この信号ラインも同様に、インナーチューブとアウターチューブとの間に配置されている。信号ラインを収容するために、１つの溝が設けられるが、これは、インナーチューブの外周面またはアウターチューブの内周面のいずれかに、実質的にチューブの長手方向に延びるように作り込まれている。しかしながら、インナーチューブの外周面も、アウターチューブの内周面も、溝を一つずつ備えた、実施形態も考えられる。二つのそのような溝を周部の同じ位置に配置することによって、信号ラインを収容するためのより大きなスペースが形成されると好適である。
【００１４】
基本的に圧力ばめによる接続は、例えば圧縮力または摩擦力の形態をとる力が伝達されることによって成立する。この場合は、圧力ばめによる接続部がばらけずに保持されることが、作用する力だけにより保証されることになる。
【００１５】
センサの一つの基本的部分を形成するチューブに必要な圧力抵抗を持たせるために、インナーチューブとアウターチューブとから形成されるチューブは、いわゆる高圧管となっており、アウターチューブの外径とインナーチューブの内径との差の２分の１として計算されるその合計板厚は、インナーチューブの内径と等しいか、またはそれよりも大きくなっている。
【００１６】
本発明のもう一つの実施形態においては、製造されることになるチューブが、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に、第１の引き抜きダイスに通して引き抜いた後に、アウターチューブの外径とインナーチューブの内径との差の２分の１として計算され、アウターチューブの外径の少なくとも３分の１である、合計板厚を有している。そのような板厚により、チューブには大きな安定性がもたらされ、それによりこのチューブを、１０，０００ｂａｒを超える圧力にも破裂することなく耐える高圧管として使用することが可能となる。
【００１７】
さらに、チューブは、本発明にしたがったセンサの構成要素として、インナーチューブとアウターチューブとをつなぎ合わせて作られるため、アウターチューブをインナーチューブ上に圧力ばめによりはめ合わせることが肝要であり、そうすることで、圧力が加わったときに、インナーチューブが過度に、例えばインナーチューブとアウターチューブとの間の離間した箇所内に伸長して、最終的にはチューブのひび割れ、ひいてはセンサの損傷を来してしまう可能性がなくなる。これについては、本発明の一実施形態において、アウターチューブとインナーチューブとの間に、チューブの全長にわたり圧力ばめがもたらされる場合が好適である。
【００１８】
本発明の一実施形態においては、インナーチューブが、ひずみ硬化処理が施された、引張強度が９００Ｎ以上であるチューブとなっている。インナーチューブの外周面に、またはアウターチューブの内周面に、溝および／またはリセスが設けられている領域において、インナーチューブが高圧に耐えられるようにするためには、そのような引張強度が必要である。インナーチューブは、これらの領域においては、ある程度の範囲内で伸長できるようになっている。本発明の一実施形態においては、ひずみ硬化処理が施されたインナーチューブの引張強度が１０５０Ｎ以上となっている。
【００１９】
ここで引張強度とは、インナーチューブの素材が、破断したり裂けたりせずに持ちこたえる機械的な最大引張応力であると解釈されるものである。
【００２０】
本発明にしたがった方法の一実施形態においては、少なくともインナーチューブまたはアウターチューブの一つの材料が、非合金鋼、低合金鋼、および高合金鋼、またはこれらの組合せから成る一つのグループの中から選択されている。一実施形態においては、この材料が高合金鋼となっている。もう一つの実施形態においては、少なくともインナーチューブまたはアウターチューブが、ＨＰ１６０から製造されている。
【００２１】
高圧技術では、パイプおよびその他のコンポーネントを製造するために様々な金属素材が使用される。それらは主に非合金鋼、低合金鋼、および高合金鋼である。ひずみ硬化処理または焼入れ焼き戻し処理が施され、引き続いてバニシ仕上げが施された、高合金鋼製のパイプまたはその他のコンポーネントの場合には、非常に高い動圧耐性が達成される。ＨＰ１６０は、窒素を含有した高強度のオーステナイト系ステンレス鋼であり、これは、標準的な素材と比べて耐食性が向上する点、高い純度、良好な一次成形性、および最大１２，０００ｂａｒで自緊処理をこの素材に施すことができるという可能性を特色とする。ＨＰ１６０は、その化学組成とその高純度とに基づいて、粒間腐食および水素脆化に対し非常に優れた耐性を示す。高いモリブデン含有率により、ピッチングおよび接触腐食ならびに応力腐食割れに対する優れた耐性がもたらされる。したがってＨＰ１６０は、高い動圧抵抗を示すチューブを製造するための、好ましい素材である。
【００２２】
本発明の一実施形態において、インナーチューブは耐食性となっている。この特徴は高圧技術における導入のためには有利である、というのもインナーチューブの腐食が始まると、すなわち分解が進むと、インナーチューブの圧力抵抗に支障を来しかねないからである。
【００２３】
本発明の一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブとが同じ素材から成っている。これによりインナーチューブとアウターチューブとは、一緒に第１の引き抜きダイスに通して引き抜くことによって、インナーチューブのアウターチューブとの圧力ばめによる接続がもたらされることにより、結果として極めて安定した相互接続状態に入ることになる。同一素材から成る場合は、インナーチューブにも、アウターチューブにも、微視的観察下で金属組織に同じ格子構造が存在するために、インナーチューブの外筒面の格子構造とアウターチューブの内筒面の格子構造とを互いに極めて良好に組み合わせることができる。
【００２４】
チューブの内部を導かれるある一つの流体の、特定の量または特性を、インナーチューブとアウターチューブとの間に配置されるセンサトランスデューサを用いて検出するためには、インナーチューブにある程度の伸び率を持たせることによって、例えばインナーチューブとアウターチューブとの間の組付けスペースの内部に力を伝達できるようすることが必要である。これが必要となるのは特に、本発明にしたがったセンサが圧力センサである場合である。インナーチューブの伸びを受け止めることができるようにするために、すなわちインナーチューブの伸びに耐え、チューブに必要な全圧力強度を付与するために、インナーチューブと比べるとアウターチューブに対してはより小さな伸び率しか許容されない。したがって本発明の一実施形態においては、インナーチューブがアウターチューブよりも大きな伸び率を有している。これについて、本発明の一実施形態においては、インナーチューブの伸び率は２０％以上となっている。
【００２５】
本発明の一実施形態においては、インナーチューブの内径が１０ｍｍ以下となっている。当然ながら、インナーチューブの内径、ひいてはチューブ全体の内径が小さくなるほど、チューブが耐えることができる圧力は大きくなる。したがって本発明の一実施形態においては、インナーチューブの内径が２ｍｍ以下、さらにもう一つの実施形態においては１．５ｍｍ以下となっている。
【００２６】
本発明のさらなる一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブとから成るチューブの合計板厚が、少なくとも３ｍｍとなっている。当然ながら、インナーチューブの内径が定常であると仮定した場合は、板厚の増大に伴い、チューブの圧力抵抗も増大する。したがって本発明の一実施形態においては、チューブの合計板厚が６ｍｍ以上となっている。
【００２７】
また一実施形態においては、インナーチューブの外周面またはアウターチューブの内周面内の溝の外側構成形態によって、チューブ、ひいてはセンサの圧力抵抗に影響を与えられるようになっている。本発明の一実施形態においては、少なくとも１つの溝が、アウターチューブまたはインナーチューブのある一つの周方向にある一つの幅を、また、アウターチューブおよびインナーチューブの半径方向にある一つの深さを有しているが、溝の幅は深さよりも小さくなっている。
【００２８】
本発明の一実施形態においては、センサが温度センサとなっており、そこではトランスデューサが一つの温度計により形成されるようになっている。本発明のさらなる一実施形態においては、センサが振動センサとなっており、そこではトランスデューサが一つの加速度トランスデューサにより形成されるようになっている。本発明のさらにもう一つの実施形態においては、例えばチューブの過負荷を早めに信号で知らせることができるようにするために、センサが、インナーチューブの伸びを検出する伸長量センサとなっている。そのような一実施形態においては、センサトランスデューサが例えばひずみゲージとなっている。さらにもう一つの実施形態においては、センサが圧力センサとなっており、そこではセンサトランスデューサが、例えば一つの力トランスデューサ、特に一つのひずみゲージにより形成されるようになっている。
【００２９】
センサが圧力センサであり、その際に少なくとも１つのトランスデューサが力トランスデューサである場合、一実施形態においては、この力トランスデューサが、チューブの内部を導かれる流体の圧力により引き起こされる、インナーチューブに作用する力を検出するために、インナーチューブと係合している。
【００３０】
本発明の一実施形態においては、センサが、少なくともアウターチューブの内周面またはインナーチューブの外周面内で、チューブの長手方向に沿って延びている、３つの溝を有しており、その際にはこれらの３つの溝のそれぞれの中に、信号ラインが少なくとも１つずつ配置されており、またその際には少なくとも１つの信号ラインに接続された力トランスデューサが、少なくとも３つの溝の内の一つの中に、または、これらの溝の内の一つにそれぞれ連続している３つのリセスの中に、一つずつ配置されており、チューブの長手方向に対して垂直な横断面が３つのトランスデューサの全てを横切る、ように、これらのトランスデューサはチューブの長手方向に配置されている。圧力センサである場合は、そのような構成形態が非常に好適である一方で、それ以外のセンサにも、そのような幾何学的構成形態を持たせることが可能であり、その場合にはセンサトランスデューサが、場合によっては力トランスデューサとはならない。
【００３１】
この配置方式により圧力センサとして、一実施形態においては、導かれる流体から圧力が加えられることによって引き起こされる、インナーチューブに作用する力をチューブの３つの空間方向で検出することが可能となり、これらの三通りの測定値から、チューブ内部の流体の内圧を十分に推論することができる。
【００３２】
当然ながら本発明の一実施形態においては、３つのトランスデューサが、チューブの周方向に１２０°ずつ互いから離間している。
【００３３】
センサが圧力センサである本発明のもう一つの実施形態においては、この圧力センサが、追加的に、もう一つのセンサトランスデューサとして、一つの温度計を有しており、その際に温度計は、少なくとも１つの溝の中に、または、少なくともインナーチューブの外周面もしくはアウターチューブの内周面に導入された少なくとも１つのリセスの中に、配置されている。そのような温度計により、圧力測定値の温度補償が可能となる。この場合はインナーチューブの温度、ひいては流体の温度を検出するために、温度計がインナーチューブの外周面と係合している場合が好適である。
【００３４】
上述の課題の内の少なくとも一つは、高圧ライン用のセンサを製造するための方法によっても解決され、本方法は以下のこと、すなわち、外周面、内周面、ある外径、およびある内径を有している、金属製のアウターチューブを準備することと、外周面、内周面、ある外径、およびある内径を有する金属製のインナーチューブを準備することであって、インナーチューブの外径がアウターチューブの内径よりも小さく、アウターチューブの外径とインナーチューブの内径との間の差の２分の１として計算される合計板厚が、インナーチューブの内径と等しいか、またはそれよりも大きい、準備することと、チューブの長手方向に沿って延びる少なくとも１つの溝を、少なくともアウターチューブの内周面内、またはインナーチューブの外周面内に導入することと、この溝の中において、少なくとも１つの信号ラインを配置することと、少なくともこの溝の中において、または、少なくともインナーチューブの外周面内もしくはアウターチューブの内周面内に導入された少なくとも１つのリセスの中で、信号ラインに接続された少なくとも１つのトランスデューサを配置することと、インナーチューブがアウターチューブの内部で延びるように、インナーチューブをアウターチューブの内部に挿入することと、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に、アウターチューブの外周面を成形する一つのダイス穴内周面を有する１つの第１の引き抜きダイスに通して引き抜くこととを有しており、この引き抜き加工によりアウターチューブの内径が小さくなることによって、引き抜き加工の後には、アウターチューブがインナーチューブ上に圧力ばめによりはめ合わされて、インナーチューブとアウターチューブとが一緒に１つのチューブを形成するように、第１の引き抜きダイスのダイス穴内周面の一つのダイス穴径が選定されるようになっている。
【００３５】
アウターチューブとインナーチューブとを接合してセンサのチューブ完成品を得ることが、一緒に一つの引き抜きダイスに通して引き抜くことによって行われるようになっている、そのような方法により、インナーチューブとアウターチューブとの間の、軸方向にそれらの全長にくまなくわたる、不可欠となる圧力ばめが保証される。さらに本発明にしたがった製造方法により、インナーチューブとアウターチューブとをつなぎ合わせる前に、１つの溝および場合によっては溝に連続している１つのリセスの中で、信号ラインもセンサも配置することが可能となる。
【００３６】
本発明にしたがった高圧ライン用のセンサを製造するための方法は、従来技術から知られている高圧強度を示すチューブを製造するための方法に対して、幾つかの長所を有している。
【００３７】
（１）インナーチューブとアウターチューブとを引き抜きダイスに通して一緒に引き抜く場合は、これらの両チューブ間に圧力ばめによる接続がもたらされ、この接続によりインナーチューブおよびアウターチューブの軸方向への変位が阻止される一方で、半径方向には形状同士の係合が存在することになる。特に高圧技術においてそのようないわゆる二重壁チューブが導入される場合には、永続的な安定性と完全性を示すインナーチューブとアウターチューブとの間の接続が、重要な役割を演じることになる。例えばインナーチューブとアウターチューブとの間に空隙もしくは遊びが存在する、または両チューブ間に圧力ばめを欠くことによって、この永続的な安定性と完全性を示す接続が生じない場合は、二重壁チューブに高い圧力がかかると、ひび割れが広がって、インナーチューブが明らかにより簡単に破裂するという事態を来すことがある。
【００３８】
（２）二重壁チューブ、すなわち一つのアウターチューブと一つのインナーチューブとから成るチューブを本発明にしたがって製造することにより、製造されたチューブは、一方では十分に大きな板厚を、他方では、同時に外筒面および特に内筒面の非常に優れた表面性状を併せ持つことになる。これらの要件が両方とも充足されて初めて、１２，０００ｂａｒを超える圧力がチューブに加わる場合にも、製造されることになるチューブに破裂に対する十分に高い保護をもたらすことができる。第１の引き抜きダイスに通して引き抜いた後の、アウターチューブとインナーチューブの板厚の合計からもたらされる大きな板厚により、内筒面のひび割れが外筒面まで広がるためにはより長い距離を進まなければならないために、チューブの圧力抵抗が高まることになる。さらに、インナーチューブとアウターチューブとの間の圧力ばめによる接続により、これらの亀裂がインナーチューブとアウターチューブとの間の接触面に沿って延びて、最悪の場合はインナーチューブを破裂させるといった事態を来さないようにしている。さらに、一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブを一緒に引き抜き加工することが、冷間状態の出発材料で、すなわち冷間状態のチューブを入れ込んで、行われるようになっている。それにより、加工対象であるチューブが加熱される方法と比べると、製造されることになるチューブの強度ならびに寸法品質および表面品質が向上する。チューブの不均質な加熱による、チューブの金属組織にひずみを来す温度勾配、および、温度が上昇する結果拡大していく材料不良または格子欠陥は、チューブの冷間成形では生じない。したがってドローベンチ内での冷間成形により、表面性状に優れた超高精度のチューブを製造することができるが、これは、ある一定の最大板厚までに限られている。引き抜き加工の対象であるチューブの板厚が、この最大板厚を上回る場合は、表面性状が劇的に低下する。本発明にしたがってインナーチューブとアウターチューブとを、一緒に引き抜きダイスに通して引き抜く前に、互いから切り離して作製することによって、表面性状に優れたインナーチューブの内筒面を製造し、それにもかかわらず高圧強度のために必要な板厚をチューブに備えることが可能となる。それ故に本発明にしたがった方法は、一方では製造されることになるチューブに大きな板厚を持たせるという要件と、他方では製造されることになるチューブの内筒面に優れた表面性状を持たせるという要件とが組み合わされることによって、高い圧力に対する動圧抵抗を明らかに向上したチューブの製造に特に適したものとなっている。
【００３９】
圧力ばめをもたらすために、第１の引き抜きダイスに通すドロー加工の前のアウターチューブの外寸と内寸、第１の引き抜きダイスに通すドロー加工の前のインナーチューブの外寸と内寸、および第１の引き抜きダイスのダイス穴内周面のダイス穴寸法の、相互チューニングを図ることが要求される。
【００４０】
第３の引き抜きダイスに通してアウターチューブとインナーチューブとを一緒にドロー加工することは、ここでは、第３の引き抜きダイスに通す、インナーチューブにより形成される一つのドローコアの上方またはドローコア上への、アウターチューブの引き抜き加工である、と説明することができる。
【００４１】
この方法により、１つの信号ラインと１つのトランスデューサを内部に組み込むことができる、金属製のアウターチューブとインナーチューブとを有するチューブを製造可能であることが判明している。
【００４２】
本発明の一実施形態においては、アウターチューブおよび／またはインナーチューブが鋼またはステンレス鋼から製造される。当然ながらその場合は、アウターチューブまたはインナーチューブを準備または作製するために使用されるブランクも同様に、鋼またはステンレス鋼から成ることになる。当然ながら基本的にアウターチューブおよび／またはインナーチューブの材料は、例えば炭素鋼、マンガン鋼、ジルコンおよび銅から成る一つのグループの中から自由に選択することができる。
【００４３】
本発明の一実施形態においては、アウターチューブとインナーチューブとが同じ材料から成るのに対して、一代替実施形態においては、アウターチューブとインナーチューブとが互いに異なる材料を有している。後者には、特定の用途に見合ったチューブを得るために、互いに任意に組み合わせることができる異なる材料特性がアウターチューブとインナーチューブに対して狙い通りに提供され得る、という長所がある。
【００４４】
本発明の一実施形態においては、インナーチューブをアウターチューブの内部に挿入することと、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に一つの第１の引き抜きダイスに通して引き抜くこととが、正確に提示される順序通りに、すなわち順番に、実施されるようになっている。これとは逆に、アウターチューブを準備する工程とインナーチューブを準備する工程には、本発明にとり重要な順序はない。
【００４５】
例えばある一つのブランクに一次成形加工を施してアウターチューブまたはインナーチューブを得る、アウターチューブまたはインナーチューブの準備工程では、一実施形態においては、その時々のチューブの横断面を同時に決定できるようになっている。
【００４６】
本発明にしたがった製造方法にとっては、準備されたアウターチューブが、準備されたインナーチューブの外径に適合した、ある内径を有することが重要であるが、それにより、アウターチューブとインナーチューブとをつなぎ合わせてチューブを作るために、インナーチューブを比較的小さな力でアウターチューブの内部に挿入することができる。
【００４７】
第１の引き抜きダイスに通す引き抜き加工においては、まずは必要な圧力ばめをもたらすことが肝要となる。本発明の一実施形態においては、そのような圧力ばめによって、インナーチューブの外径が引き抜くことにより小さくなること、すなわちインナーチューブが圧縮されることが要求される。そのために本発明の一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に第１の引き抜きダイスに通して引き抜く際には、インナーチューブの外径が同時に少なくとも０．０１ｍｍ小さくなるように、アウターチューブのある一つの板厚とアウターチューブの内径とが低減されるようになっている。このときにインナーチューブの外径が０．１５ｍｍ縮小される場合は、インナーチューブとアウターチューブとの間に一定の良好な圧力ばめがもたらされることになる。
【００４８】
しかしながら一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に引き抜く際に、インナーチューブが引き抜きプロセスによって過度に変形しないことが推奨される。一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に第１の引き抜きダイスに通して引き抜く際に、インナーチューブの外径が同時に最高で０．３ｍｍ低減されるように、アウターチューブのある一つの板厚とアウターチューブの内径とが低減されるようになっている。これは一方では、溝および場合によってはリセスによりもたらされる信号ラインおよびトランスデューサのための組付けスペースが小さくなり過ぎることによって、信号ラインおよび／またはトランスデューサが引き抜き加工によって損傷することを防ぐためである。しかしながら他方では、第１の引き抜きダイスに通す一次成形加工により、インナーチューブの内周面の表面特性にマイナスの影響が及ぶのを防止することも肝要である。
【００４９】
このため本発明の一実施形態においては、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に第１の引き抜きダイスに通して引き抜くことによってインナーチューブの内径が低減されることがないように、第１の引き抜きダイスのダイス穴内周面のダイス穴径、引き抜き加工の前のアウターチューブの外径と内径、および引き抜き加工の前のインナーチューブの外径と内径が選定されるようになっている。
【００５０】
本発明の一実施形態においては、インナーチューブを準備して、インナーチューブの外周面に溝を導入する工程に、以下のこと、すなわち、金属製のブランクを準備すること、このブランクを、インナーチューブの外周面を成形する一つのダイス穴内周面を有する一つの第２の引き抜きダイスに通して引き抜くことが含まれており、その際にはインナーチューブの外径がアウターチューブの内径よりも小さくなるように、第２の引き抜きダイスのダイス穴内周面のある一つのダイ穴径が選定されており、さらにその際には第２の引き抜きダイスのダイス穴内周面が、インナーチューブの外周面にインナーチューブの長手方向に沿って延びる少なくとも１つの溝が掘られるように、少なくとも１つの内側に向かって突出した部分を有している。
【００５１】
一つの組込み型センサ系および／または１つの組込み型信号ラインを備えたチューブを準備できるようにするためには、アウターチューブとインナーチューブとの間に少なくとも１つの信号ラインと少なくとも１つのトランスデューサを格納可能であることが重要である。そのために本発明の一実施形態においては、一つのブランクを引き抜き加工によりアウターチューブへと、またはインナーチューブへと成形する際に、アウターチューブの内周壁もしくはインナーチューブの外周壁のいずれかに、またはいわんやその両方に、１つの溝が作り込まれるようになっている。当然ながらこの溝は、チューブの長手方向に沿って延びており、それにより少なくとも、１つの信号ライン用のスペースを提供するようになっている。
【００５２】
信号ライン用の１つの溝を、一つの第２の引き抜きダイスを利用して、インナーチューブの外周壁に設けるのであれば、この第２の引き抜きダイスの、インナーチューブの外周面を定義するようになっているダイス穴内周面は、インナーチューブの外周面に、インナーチューブの長手方向に沿って延びる１つの溝が掘られるように、少なくとも１つの内側に向かって突出した部分を有していなければならない。
【００５３】
その代わりに、またはそれに追加して、溝がアウターチューブの内周壁に彫られる場合は、そのダイス穴内周面がアウターチューブの外周面を成形するようになっている一つの第３の引き抜きダイスと、そのダイス外周面がアウターチューブの内周面を成形するようになっている一つのドローコアとを利用して、アウターチューブのドロー加工が行われる。そのような一実施形態においては、ドローコアのダイス外周面が、少なくとも１つの、そのように外側に向かって突出した部分を有することによって、この部分を引き抜く間に、アウターチューブの内周面に溝が掘られるようになっている。これに対して、そのような一実施形態において、本出願の意図においては第２の引き抜きダイスと呼ばれる一つの引き抜きダイスに通して金属製のブランクを引き抜いてインナーチューブを得ることを、本発明の一実施形態においては、ドローコアを不要として行うことができるようになっている。
【００５４】
本発明の一実施形態においては、アウターチューブの内周面および／またはインナーチューブの外周壁に備えられる溝の数が正確に一つとなっているが、アウターチューブまたはインナーチューブに複数の溝が掘られるようにしてもよい。当然ながらそのような一実施形態において、アウターチューブの内周面にこれらの溝が配置される場合には、ドローコアのダイス外周面が、対応する数の外側に向かって突出した部分を有することになる。一実施形態においては、アウターチューブの内周面に、正確に３つの溝が掘られるようになっている。これらの溝は、一実施形態においては、周方向に互いからそれぞれ１２０°の間隔をおいている。インナーチューブの外周面に複数の溝が備えられる場合も同様に、第２の引き抜きダイスのダイス穴内周面は、複数の内側に向かって突出した部分を有することになる。一実施形態においては、インナーチューブの外周面に、正確に３つの溝が掘られるようになっている。これらの溝は、一実施形態においては、周方向に互いからそれぞれ１２０°の間隔をおいている。
【００５５】
ドローコアのダイス外周面または引き抜きダイスのダイス穴内周面内の、これらの外側に向かってまたは内側に向かって突出した部分には、各任意の輪郭形状を持たせることができる一方で、本発明の一実施形態においては、それぞれの突出した部分の断面輪郭形状が部分円状となっている。そのような部分円状の溝には、対応するダイスを良好に製造することができる上に、耐用年数が長くなるという長所がある。
【００５６】
本発明の一実施形態において、溝は、アウターチューブまたはインナーチューブのある一つの周方向にある一つの幅を、アウターチューブまたはインナーチューブの半径方向にある一つの深さを有しており、その際には幅の方が深さよりも小さくなっている。これに対応した、ネガ型を形成するようになっているダイスは、高い安定性を有することになる。ここで周方向の幅とは、外周面または内周面内の溝の、外周面または内周面の輪郭形状に沿った周方向への長さであると解釈されるものである。当然ながら断面が円形であるチューブの場合は、この幅が、溝が細工されている面の周まわりに沿って測ったものとなる。対応して溝の深さは、ある一つの半径方向に測ったものとなる。この断面が円形であるチューブの場合は、この半径方向が、チューブの半径の向きに延びることになる。
【００５７】
チューブ完成品に、その構成要素の一方に設けられるこれらの溝によって、不要な弱体化を来さないようにするために、本発明の一実施形態においては、インナーチューブをアウターチューブの内部に挿入することに先立ち、少なくともアウターチューブに切削加工を施すことによって、アウターチューブの内周面に少なくとも１つのリセスが形成されるようにしており、その際にはこのリセスが少なくとも１つの溝に連続するようにしているか、または、インナーチューブに切削加工を施すことによって、インナーチューブの外周面に少なくとも１つのリセスが形成されるようにしており、その際にはこのリセスが少なくとも１つの溝に連続するようにしている。こうすることによって、チューブの長手方向に見て点状に、すなわちチューブの長手方向に沿った一つまたは複数の位置に、特に１つのトランスデューサを収容するための、一つの収容スペースをもたらしている。それにより溝の幅をより小さい仕様とすることができる。
【００５８】
本発明の一実施形態においては、この切削加工が、フライス加工、穴あけ加工、およびやすり仕上げまたはこれらを組み合わせたものの中から選択される方法により行われるようになっている。
【００５９】
溝がチューブの全長にわたり引き抜き加工を利用して作り込まれ得るのに対して、本発明の一実施形態においては、リセスが、チューブの長手方向に沿って、センサも配置されなければならない位置だけに備えられるようになっている。こうすることによって、切削加工による加工時間を低減することができる。
【００６０】
その際には、一実施形態においては、１つのリセスが１つの溝に連続するようになっている。リセスが溝に連続するとは、本出願の意図においては、外周面または内周面内の溝とリセスとが、外周アール部または内周アール部の内部に、一つのつながり合った組付けスペースまたは一つのつながり合った容積を形成することを意味している。
【００６１】
インナーチューブをアウターチューブの内部に挿入することに先立ち、少なくとも１つの信号ラインおよび／または一つのセンサが、溝の中に入れられるようになっている。個々の溝の中に複数の信号ラインを入れることも可能であり、アウターチューブおよび／またはインナーチューブに複数の溝が設けられている場合は、これらの溝のそれぞれの中に、一本または複数の信号ラインを入れることができる。
【００６２】
信号ラインとは、本出願の意図においては、信号、すなわち情報を、一つの送信器から一つの受信器に伝送することが可能な状況にある、各ラインであると解釈されるものである。これについて、一実施形態においては、信号ラインが、電気信号のためのライン、電磁信号のためのライン、および光信号のためのライン、またはこれらのラインの何らかの組合せの中から選択されている。絶縁導電線または光ガラスファイバは、そのような信号ラインの例である。
【００６３】
本発明の一実施形態においては、信号ラインが溝の中に、および／またはトランスデューサが溝および／またはリセスの中に、接着剤を利用して貼り付けられるようになっている。そのような接着部により、インナーチューブをアウターチューブの内部に挿入する間、および第１の引き抜きダイスに通すドロー加工の間に、トランスデューサおよび信号ラインは、溝またはリセスの中に固定されるようになっている。
【００６４】
以上で高圧ライン用のセンサを製造するための方法に目を向けた本発明の態様について説明した限りにおいて、これらの態様は、この方法を用いて製造される高圧ライン用のセンサにもあてはまるものである。上述の高圧ライン用のセンサが特徴を備える限りにおいて、これらの特徴は、センサを製造するための方法を適合化することによって提供され得る。
【００６５】
本発明のその他の長所、特徴および適用可能性については、一実施形態に関する以下の説明とそれに付属する図から明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明にしたがったセンサの一実施形態の部材である一つのインナーチューブを、一部を切り取って示す透視図である。
【図２】図１からのインナーチューブを、インナーチューブに収容される信号ラインおよびトランスデューサとともに、一部を切り取って示す透視図である。
【図３】図１および図２からのインナーチューブを、インナーチューブと同心の一つのアウターチューブとともに、一部を切り取って示す透視図である。
【図４】図１から図３からのインナーチューブの端面の上面図である。
【図５】図１から図３からのインナーチューブを、トランスデューサが配置されている一つの平面で切り取って示す断面図である。
【図６】図３からのインナーチューブとアウターチューブとを有するセンサを、トランスデューサが配置されている一つの平面で切り取って示す断面図である。
【図７】図１から図６からのインナーチューブを製造するための一つの引き抜きダイスの一実施形態の、縦方向の断面図である。
【図８】図７からの引き抜きダイスを横方向に切り取ったときの断面図である。
【図９】本発明にしたがったセンサの一代替実施形態の部材である１つのチューブの横断面図である。
【図１０】本発明にしたがったセンサのもう一つの実施形態の部材である１つのチューブの横断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００６７】
図において、同じ要素には同じ符号が付されている。
【００６８】
これらの図は、縮尺通りではない概略的な図である。特に全ての図に、高圧ライン用のセンサ、またはそのようなセンサの部材が示されている。必要な高圧強度を備えるために、センサの部材であるアウターチューブとインナーチューブとから成るチューブの合計板厚は、インナーチューブの内径と等しいか、またはそれよりも大きくなっている。そこではアウターチューブとインナーチューブとから成るチューブ完成品の合計板厚が、アウターチューブの外径とインナーチューブの内径との差の２分の１として計算されるようになっている。
【００６９】
図１には、外周面２に３つの溝４を有するインナーチューブ１が示される。これらの溝４は、インナーチューブ１と、図３に符号５で示される一つのアウターチューブとを含む一つのセンサにおいて、１つの信号ライン７を収容するために利用されるものである。
【００７０】
インナーチューブ１は、図示の実施形態においては冷間成形された、ここでは冷間引き抜きされたステンレス鋼管となっている。溝４が引き抜き加工によりチューブ１の外周面２に作り込まれる一方で、追加されるリセス６は、フライス加工によりこのチューブの外周面２に設けられるようになっている。これらのリセスは図２において確認することができる。
【００７１】
図７および図８には、インナーチューブ１の引き抜き加工用の引き抜きダイス９が示される。この引き抜きダイス９により、送り込まれる一つのブランクの外径が小さくなることによって、引き抜き加工後のインナーチューブ１の完成品は、引き抜きダイス９のダイス穴寸法により定義される、ある外径を有することになる。本出願の意図においてダイス穴寸法と呼ばれるものは、ここでは円錐形状のダイス穴内周面１０の最小直径である。図７からの引き抜きダイス９の場合は、符号１１を付した箇所でこの最小内径に達している。引き抜きダイス９に追加して、ブランクを引き抜いてインナーチューブ１の完成品を得るために、インナーチューブ１の内寸、すなわち内径部を成形するようになっている、一つのホールド型の、または一つの浮動型のドローコアを使用することができる。もっともこれは、必ずしも必要であるというわけではない。
【００７２】
図４には、リセス６の範囲外の任意の各平面でインナーチューブ１を切り取ったときの横断面が示される。インナーチューブ１の内周面には、符号１４が付されている。
【００７３】
インナーチューブ１の外周面２に溝４を彫るために、ダイス穴内周面１０上には３つの突出した部分１２が備えられている。ダイス穴内周面から内側に向かって突出しているこれらの部分１２は、周方向に互いから１２０°ずつ離間して配置されている。内側に向かって突出した各部分は、一つの部分円状の断面を有しており、そこでは、ダイス穴内周面１０を基準とすると、内側に向かって突出した各部分の部分円は１８０°未満となっている。こうすることによって、引き抜きダイス９によりインナーチューブ１の外周面２に彫られる溝４のチューブ１の周方向の幅を、チューブ１の半径方向の深さよりも小さくしている。
【００７４】
したがって引き抜きダイス９に通して引き抜いた後には、インナーチューブ１はその外寸とその内寸を有するだけでなく、互いから１２０°ずつ離間している３つの溝４も示す。
【００７５】
図７および図８からの引き抜きダイス９は、本出願の意図においては第２の引き抜きダイスと呼ばれるものである。
【００７６】
インナーチューブ１の引き抜き加工の後には、その外周面２に、追加的に、フライス加工により、これらの溝４に連続するように、リセス６が設けられるようになっている。図５には、リセス６の領域内のチューブの断面図が示される。
【００７７】
インナーチューブ１の外周面２には３つのリセス６が備えられており、これらは、１つの信号ライン７に接続されたトランスデューサをそれぞれに一つずつ収容するために利用されるようになっている。図２に示される透視図においては、これらのリセス６の内の二つだけを確認することができ、もう一つはチューブの陰に隠れている。
【００７８】
リセス６はいずれも、溝４とリセス６とにより、信号ライン７とトランスデューサ８のための、一つのつながり合った収容スペースを形成するという意図で、それぞれ１つの溝４に連続している。
【００７９】
次に、この場合、信号ライン７が、トランスデューサ８と一緒に、溝４またはリセス６の中に貼り付けられるようになっている。この接着においては、インナーチューブ１をアウターチューブ５の内部に挿入できるようにするために、接着が十分な安定性を示すことだけが重要となる。図示の実施形態においては、これらの溝４が、まさに、信号ライン７を二本ずつ収容するように量定されている。
【００８０】
完全なセンサを製造できるようにするためには、アウターチューブ５がどのように製造または準備されるのかは、さしあたっては大したことではない。アウターチューブ５もまた、典型的にはステンレス鋼製の冷間成形されたチューブとなっている。
【００８１】
しかしながら、インナーチューブ１の外径をアウターチューブ５の内径よりも小さくすることは、重要である。こうすることによって、アウターチューブ５の表面摩擦が僅かな状態で、インナーチューブ１をアウターチューブ５の内部に僅かな力で挿入することができる。この作業は、一実施形態においては手作業により実施されるようになっている。インナーチューブ１をアウターチューブ５の内部に挿入する際に、インナーチューブ１とアウターチューブ５とに作用する摩擦が高過ぎると、溝４およびリセス６の中に既に配置されている信号ライン７およびトランスデューサ８の損傷を来すことがある。
【００８２】
その後で、ドローベンチ上で、両方のチューブを一緒に一つの引き抜きダイスに通して引き抜くことによって、互いに対して同心で配置されているインナーチューブとアウターチューブ１、５の両者を圧力ばめにより互いに機械的に接合して１つのチューブとする。この場合、インナーチューブとアウターチューブ１、５は、信号ライン７とトランスデューサ８と一緒に、本発明にしたがった高圧ライン用のセンサ１６を形成する。この引き抜きダイスは、本出願の意図においては第１の引き抜きダイスと呼ばれるものである。第１の引き抜きダイスの構成方式は、図７および図８からの引き抜きダイスの構成方式に類似しているが、この第１の引き抜きダイスは、成形を行うダイス穴内周面上に突出した部分を有していない。
【００８３】
チューブを製造するためのこの方法にとっては、アウターチューブ５の内周面がインナーチューブ１の外周面２上に圧力ばめによりはめ合わされるように、アウターチューブ５の内径が低減される点が重要である。この圧力ばめをもたらすためには、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に第１の引き抜きダイスに通して引き抜くことによって、インナーチューブの外径もまた少なくとも０．０１ｍｍかつ最高でも０．３ｍｍ小さくなるように、アウターチューブのある一つの板厚とアウターチューブの内径とが低減されることが必要である。インナーチューブの外径の低減のこの上限値は、インナーチューブとアウターチューブとを一緒に第１の引き抜きダイスに通して一緒に引き抜く際に、溝４およびリセス６の組付けスペースが縮小され、信号ラインまたはトランスデューサが損傷してしまうことを防止するために資するものである。さらに、インナーチューブの内周面の表面特性の変化、およびチューブの圧力強度の変化を来さないようにするためには、インナーチューブの内径が変化することを回避しなければならない。
【００８４】
図示の実施形態においては、溝４を形成している部分円の半径が０．５ｍｍである。インナーチューブ１の縦軸に対して垂直な向きにおいて両側の側縁部間を結んだ長さとして測った溝の幅が１．８８ｍｍとなるように、この部分円は、インナーチューブ１の外周面２に細工されている。このときの溝４の深さは、この実施形態においては、溝の最深部と、外周面２上の溝の両側の側縁部間を結んだ線との間で、この結んだ長さに対して垂直に測って、０．７ｍｍとなっている。
【００８５】
図６には、インナーチューブ１とアウターチューブ５とを第３の引き抜きダイスに通して一緒に引き抜いた後の、図３からのチューブ１６の完成品の横断面図が示される。そこで確認することができるように、溝４の中には信号ライン７が三本ずつ配置されている。ほかにも明確に確認することができるように、インナーチューブ１の外周面２は、アウターチューブ５の内周面１４と当接している。
【００８６】
アウターチューブ５の外周面は、図では符号１５で示されている。
【００８７】
図９には、本発明にしたがったセンサ１６’の一実施形態が示され、そこではインナーチューブ１’が溝もリセスもない外周面２’を有している。その代わりにインナーチューブ１’上に被せられるアウターチューブ５’には、３つの溝１３が掘り込まれている。この目的のために、アウターチューブは、ダイスとして一つの引き抜きダイスと一つのホールド型のドローコアとを使用して、一つのブランクから引き抜き加工されたものとなっている。この引き抜きダイスは、本出願の意図における第３の引き抜きダイスを形成するものである。
【００８８】
そのためにドローコアは、アウターチューブの内周面を定義するようになっている、そのダイス外周面上に、３つの外側に向かって突出した部分を有しており、これらの部分によってアウターチューブの内周面に溝１３が掘られるようになっている。追加的に、アウターチューブ５’の内周面１７’内にも、センサを収容するリセスを備えることが可能である。これらのリセスは、フライス加工により内周面１７’内に作り込まれてもよい。
【００８９】
図１０には、センサ１６”の概略的な断面図が示される。センサ１６”のこの実施形態においては、アウターチューブ５’の内周面１７’も、インナーチューブ１の外周面２も、溝４，１３を四つずつ有している。ここではインナーチューブ１の溝４とアウターチューブ５’の溝１３が、図１から図５からのインナーチューブ１および図９からのアウターチューブ５’について説明したように製造されたものとなっている。これらの溝４，１３は、それぞれ一つの共通の組付けスペースを定義するように、配置される。
【００９０】
本出願の意図においては、図示される全ての実施形態において、インナーチューブとアウターチューブとが、信号ライン７およびトランスデューサとともに、高圧ライン用のセンサ１６，１６’，１６”を一緒に形成するようになっている。図示されるこれらの実施形態においては、トランスデューサが、インナーチューブ１，１’に作用するある一つの力を検出するひずみゲージの形態をとる、力トランスデューサ８となっている。そのために力トランスデューサ８は、インナーチューブの外周面と係合している。特にチューブの内部を導かれる流体の圧力により、インナーチューブには力が作用するため、センサ１６，１６’，１６”は、高圧ライン用の圧力センサとなっている。
【００９１】
本来の開示の目的に関して指摘しておくと、本明細書、図面および特許請求の範囲から、当業者であれば推察するような特徴は全て、たとえこれらの特徴が具体的に他の特定の特徴との関連だけにおいて説明されたものであったとしても、単独でも、ここに開示されるそれ以外の特徴または特徴群との任意の編成においても、明文でその可能性が排除されていない限り、または技術面での所与の条件が、そのような組合せを不可能もしくは無意味なものとしない限り、使用することができるものである。ここでは、説明を簡潔で読みやすいものとするためだけに、考えられ得る全ての特徴の組合せについての、包括的で明示的な描写を割愛するものとする。
【００９２】
図面においては本発明を詳しく描写し、本明細書においては本発明について詳しく説明したが、これらの描写および説明は、あくまでも例示的に行ったものであり、また、特許請求の範囲により定義されるような保護範囲を限定することを意図したものではない。本発明は、開示される実施形態に限定されるものではない。
【００９３】
当業者には、図面、明細書、および添付の特許請求の範囲から、開示される実施形態の変形例が明らかである。特許請求の範囲においては、「有する」という単語は、それ以外の要素またはステップ（こと）を排除するものではなく、また、不定冠詞「ｅｉｎｅ（１つの、一つの）」または「ｅｉｎ（１つの、一つの）」は、複数を排除するものではない。異なる請求項において特定の特徴が請求されているという事実だけをもってして、これらの特徴の組合せが排除されていることにはならない。特許請求の範囲における符号は、保護範囲を限定することを意図したものではない。
【符号の説明】
【００９４】
１  インナーチューブ
１’  インナーチューブ
２  インナーチューブの外周面
２’  インナーチューブの外周面
４  インナーチューブの外周面の溝
５  アウターチューブ
５’  アウターチューブ
６  リセス
７  信号ライン
８  力トランスデューサ
９  第２の引き抜きダイス
１０  引き抜きダイスのダイス穴内周面
１１  ダイス穴寸法
１２  ダイス穴内周面の突出した部分
１３  アウターチューブの内周面内の溝
１４  インナーチューブの内周面
１４’  インナーチューブの内周面
１５  アウターチューブの外周面
１６  センサ
１６’  センサ
１６”  センサ
１７  アウターチューブの内周面
１７’  アウターチューブの内周面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際調査報告】
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